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摘要：【背景】光和氧是制約光合細(xì)菌生長(zhǎng)代謝進(jìn)而影響其除氮效果的重要因素。不產(chǎn)氧光合細(xì)菌紫色硫細(xì)菌——海洋著色菌(Marichromatium gracile) YL28能以亞硝氮為唯一氮源進(jìn)行光合生長(zhǎng),對(duì)高濃度無機(jī)三態(tài)氮具有良好去除能力。【目的】闡明YL28菌株除氮效率與光氧環(huán)境的交互聯(lián)系,獲得其生物除氮的最適光氧條件?！痉椒ā恳愿邼舛葻o機(jī)三態(tài)氮共存海水水體為研究體系,在有光/無光條件下考查裝樣量(表征體系溶氧狀態(tài))對(duì)YL28菌株生物除氮活性的影響,并通過響應(yīng)面分析法對(duì)裝樣量、光照強(qiáng)度和光周期3個(gè)主要因素進(jìn)行優(yōu)化?！窘Y(jié)果】光照且氧濃度較低時(shí)(80%裝樣量),YL28具有最佳生長(zhǎng)和無機(jī)三態(tài)氮去除能力;裝樣量在10%-100%時(shí),菌體生物量(OD660)在0.938-2.719之間,當(dāng)氨氮、亞硝氮和硝氮分別為7.16、5.67和4.83mmol/L時(shí),其去除率分別在71.44%-89.09%、99.22%-99.83%和91.60%-97.33%。黑暗條件下,裝樣量在20%-100%時(shí),氨氮、亞硝氮和硝氮去除率分別在48.07%-64.27%、73.51%-86.42%和42.57%-46.34%,但菌體生物量(OD660為0.615-0.903)明顯降低。通過響應(yīng)面優(yōu)化,當(dāng)裝樣量、光照強(qiáng)度和光周期分別為80.0%(溶氧量約為0.32 mg/L)、2 800 lx和24L:0D時(shí),細(xì)胞生長(zhǎng)和氨氮去除活性達(dá)到最佳狀態(tài),分別比優(yōu)化前提高了21.28%和14.11%。在實(shí)際應(yīng)用中,選取72%-89%裝樣量(溶氧量約為0.26-0.63mg/L)、2240-3460lx光照強(qiáng)度和21L:3D-24L:0D光周期,細(xì)胞活性可達(dá)95%以上。【結(jié)論】80%裝樣量有助于促進(jìn)菌體光照生長(zhǎng)和除氮;在黑暗有氧和無氧環(huán)境下,YL28菌株也具有較好除氮活性,這為不產(chǎn)氧光合細(xì)菌在生物反應(yīng)器中高效去除無機(jī)三態(tài)氮的應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。

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